Mittwoch, 4. Januar 2012

"Verbotene Kristalle" stammen aus dem All

In diesem Felsbrocken entdeckten Forscher die einzigen bislang entdeckten, natürlichen Quasikristalle, deren Struktur zweidimensional als sog. Pensrose-Parkettierung (s. Hntgr.) dargestellt werden kann. | Copyright: Science/AAAS, Steinhardt, Museo di Storia Naturale / Inductiveload/Public Domain (Hntgr.)

Princeton/ USA - 2009 entdeckten Forscher in den ostsibirischen Karyak-Bergen Kristalle, deren kristalline Struktur bis dahin in Form sogenannter Quasikristalle nur im Labor erzeugt werden konnten und für deren Herstellung in den 1980er Jahren Daniel Shechtman noch im vergangenen Jahr der Chemie-Nobelpreis zugesprochen wurde. Eine aktuelle Untersuchung der seltenen natürlichen Quasikristalle zeigt, dass diese wahrscheinlich aus dem All zur Erde gekommen waren. Diese Erkenntnis verändert auch das wissenschaftliche Verständnis für jene Bedingungen, die notwendig sind, damit diese, bis zu ihrer Entdeckung in der Natur eigentlich für unmöglich gehaltenen Strukturen, überhaupt entstehen können.

Die bisherig bekannten natürlichen Kristalle lassen sich aufgrund ihrer Struktur und Achsenausrichtung in vier Symmetrieklassen unterteilen. Die von Luca Bindi von der Università degli Studi di Firenze und Paul J. Steinhardt von der Princeton University gefundenen "Minerale" Khartyrkit und Cupalit (bestehend aus Aluminium, Eisen und Kupfer) besitzen jedoch eine fünffache Symmetrie, ein Aufbau, der bislang für natürliche Kristalle als "verboten" und die Struktur als instabil galt, und derartige synthetisch erzeugte Strukturen deshalb auch als so genannten Quasikristalle bezeichnet wurden (...wir berichteten).

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Jetzt haben Steinhardt und Kollegen Hinweise dafür gefunden, dass ihre natürlichen Quasikristalle Teile eines Meteoriten sind und bestätigen damit ihre ursprünglichen Vermutungen, wie sie bislang von Meteoritenexperten jedoch bezweifelt worden waren.

Wie die Forscher nun anhand neuer Analysen, die sie im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) veröffentlicht haben, nachweisen können, waren die gefundenen Kristalle extremen Druckverhältnissen und Temperaturen ausgesetzt, wie sie geradezu typisch für Hochgeschwindigkeitskollisionen sind, die im Asteroidengürtel Meteoroiden entstehen lassen. Zusätzlich stimmt das Verhältnis an unterschiedlichen Sauerstoff-Isotopen im Gestein auch eher mit jenem in Meteoriten als in irdischen Proben überein. Selbst die einstigen Kritiker zeigen sich anhand der neuen Analysen nun von der kosmischen Herkunft der Funde überzeugt.

Wie die Quasikristalle jedoch in der Natur entstehen, ist jedoch weiterhin ein Rätsel. Im Labor, so erläutert der "New Scientist", können die verbotenen Kristalle erzeugt werden, indem ein speziell zusammengesetzter metallischer Nebel in einer Vakuumkammer abgelagert wird.

Die neue Erkenntnis der Forscher darüber, dass Quasikristalle auch im Weltall und damit offenbar unter deutlich veränderlicheren Bedingungen entstehen können, legt nahe, dass sie sich auch unter einer deutlich größeren Vielfalt von Entstehungsbedingungen bilden können. "Offenbar ist es der Natur gelungen, Quasikristalle auch unter Bedingungen entstehen zu lassen, die wir für vollkommen absurd gehalten hätten", so Steinhardt.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / newscientist.com / pnas.org
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